Deutschlandweit werden jährlich rund 120.000 Operationen durchgeführt, bei denen es während des Eingriffs zu einem
Kreislaufversagen beim Patienten kommt. Bei Risikopatienten wird der Kreislauf während des Eingriffs stetig überwacht,
damit der Anästhesist rechtzeitig Infusionen verabreichen oder die Beatmung verändern kann.
Der arterielle Blutdruck wird intraoperativ mittels eines Katheters gemessen, der invasiv in die Handgelenksarterie
eingeführt werden muss. Dabei treten häufig kleinere Verletzungen oder Infektionen der Haut auf. Bislang gibt es noch
keine nichtinvasive marktfähige Messmethode, die in Bezug auf Messgenauigkeit und Funktionsumfang mit der invasiven
Kathetermessung konkurrenzfähig ist.
Im Rahmen des Verbundvorhabens soll eine innovative Ultraschallsonde entwickelt werden, mit der der Kreislauf des Patienten
nicht-invasiv überwacht werden kann. Mittels einer Analyse des Blutflusses in der Handgelenksarterie kann der Blutdruck genau
errechnet werden und so einem kontinuierlichen intraoperativen Monitoring unterliegen. „RadialisPeriOP“ soll frühzeitig und
genauso zuverlässig wie invasive Methoden vor einem bevorstehenden Kreislaufversagen warnen.
Dieser Ansatz der kontinuierlichen und nichtinvasiven Blutflussmessung mittels Ultraschall ist innovativ und ermöglicht eine
schonende und sichere Alternative zu den etablierten Technologien.
Die numerische Strömungssimulation (CFD - Computational Fluid Dynamics) ermöglicht die Untersuchung und Beurteilung der Strömungseigenschaften von Bauteilen noch bevor ein Prototyp gebaut und ein Experiment durchgeführt wurde. Dabei können neben der Strömung auch der Wärmetransport, Phasenübergänge und physikalische Bewegungen, die durch die Strömung verursacht werden, simuliert werden. Die Ergebnisse der CFD-Berechnungen ermöglichen schnell und kostensparend iterative Optimierungen der Leistungsföhigkeit Ihrer medizintechnischen Entwicklungen, mit weniger zu fertigenden Prototypen und erheblich geringerem experimentellen Aufwand.
Zusammen mit Ihnen analysieren wir in einem Workshop die technische Fragestellung und definieren die
Randbedingungen, die zu optimierenden Parameter und die Optimierungsrichtung.
Auf dieser Basis öbernehmen wir för Sie die numerische Strömungssimulation. Die Ergebnisse werden visuell
auf Flächen, als Partikelbahnen oder auch als zeitabhöngige Animationen dargestellt.
Gemeinsam mit Ihnen werten wir die Ergebnisse aus und Sie erhalten Vorschlöge zur Optimierung sowie gerne
auch die konstruktive Umsetzung dieser Ideen.
Die erneute Strömungssimulation mit der überarbeiteten Geometrie zeigt die erreichte Verbesserung der
relevanten Parameter. Das Ergebnis ist die Beurteilung und die Optimierung der Strömungseigenschaften
und der Leistungsfähigkeit Ihrer Bauteile.
Anwendungsfelder
Anwendungsbeispiel
Berechnung der Blutströmung in einem neuartigen Kugelventil för den Einsatz in Blutpumpen.
Die Ergebnisse fließen in die Optimierung der Konstruktion ein mit dem Ziel, die Strömungsgeschwindigkeiten,
die Stagnationsgebiete und die Schubspannungen zu minimieren.